年产5万吨食品级二氧化碳项目建议书_研究报告-轻工.pdf
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1、年产 5万吨食品级二氧化碳项目建议书 赤峰瑞阳化工有限公司 年产 50000 吨国际标准食品级液体 CO2 项目建议书 赤峰瑞阳化工有限公司 二一三年八月十八日 目录 1.项目建设的背景和必要性(3)2.市场初步预测分析(7)3.产品方案和生产规模(16)4.工艺技术初步方案(16)5.原材料、燃料和动力的供应(20)6.建厂条件和厂址初步方案(20)7.公用工程和辅助设施初步方案(20)8.环境保护(21)9.工厂组织和劳动定员.(21)10.项目实施初步规划(21)11.投资估算和资金筹措方案.(22)12.经济效益和社会效益的初步评价.23 13.结论与建 议.24b5E2RGbCAP
2、1.项目建设的背景和必要性 二氧化碳(CO2)是较丰富的化学物质之一,其来源分为天然的和化学反应过 程中产生的两种。CO2的物理状态有气态、液态、固态三种,在常温常压下是无 色略带酸味的气体。在标准状态下,CO2 气体密度 1.9769Kg/Nm3,在一个标准大 气压下,其升华温度为-78.5,临界温度为 31.1,临界压力为 7.3967MPa,相对 分子质量为 44.01。不能燃烧,容易液化,密度是空气密度的 1.53 倍。在临界温 度以下加压,可使 CO2 气体液化为无色的液体 CO2。根据 CO2 质量和用途的不同,可分为工业级和食品级两种,根据 CO2物理状态又可分为气态、液态、固态
3、(干 冰)三种形式。p1EanqFDPw 在以玉米为原料生产酒精过程中,其发酵工序产生大量二氧化碳,理论上每 吨酒精可以产生 0.955 吨二氧化碳。但有些生产企业由于工艺技术限制或顾及 销售市场的影响,CO2 被大量放空,如果我公司搬迁工程扩建酒精到 8 万吨/年,理论上产生二氧化碳 76400 吨/年,如果不回收或少回收,既破坏了生态环境、引 起温室效应,又浪费了 CO2这一宝贵资源。DXDiTa9E3d 2005 年 2 月 16 日联合国气候变化框架公约京都议定书正式生效。作 为世界上第一个带有法律约束力的国际环保协议,它规定了工业化国家在 2008年到 2012 年间把温室气体减排量
4、在 1990 年的基础上降低 5.2%。因为气候变暖已经成为一个无法回避的问题,成为人类面临的最为严重的环境问题之一。出现 这种 RTCrpUDGiT 现象的原因是人类活动造成的温室气体的大量排放。特别是以煤炭、石油 为主要燃料的大量使用造成的 C02 污染快速增加造成的。如果不采取积极的减 排措施,气候变暖对经济发展,乃至人类生存都构成非常严重的威胁,成为社会发 展的最大挑战。5PCzVD7HxA 目前全球每年排放大气的 CO2约达 80 多亿吨,我国占 10%左右,居世界第 二。中国在京都议定书中虽然属于发展中国家,但清洁发展机制与我国的利 益关系紧密。因此二氧化碳的回收利用十分必要,是贯
5、彻落实科学发展观、资源 综合利用、加强环境保护、构筑社会主义和谐社会的一项重要工作。jLBHrnAILg 实际上 C02 是一种可利用的宝贵资源,已被世界有关组织列为人类最亲和的 气体之一,并已在化学工业、食品工业、机械加工、石油开采等诸多领域大量应 用。但目前全球 C02 年利用量不足 1 亿吨,这是一个很大的浪费。我国的 C02 真 正出路,是以 3R(减量化 Reduce、再利用 Reuse、资源化 Recycle)为原则,形成 CO2产业结构链,达到清洁生产和循环经济的标准。如今,我国正在掀起大力开 发利用 CO2这一资源的热潮,工业级与食品级液体 C02 的使用领域正在大力拓 宽。x
6、HAQX74J0X 1.1 工业级 CO2主要用途 1.1.1 CO2 气体保护焊 CO2气体保护焊是我国焊接行业重点推广的技术项目之一,随着推广速度的 递增,占二氧化碳市场的 20%左右,并以每年 10%左右的幅度增长。LDAYtRyKfE 1.1.2 CO2 灭火装臵 人们生活水平的提高,宾馆、高级住宅、汽车、企事业单位对 CO2灭火装臵 得配臵也大幅度增长,所以 CO2在灭火器材中的用量也以年 8-12%的幅度增 长。Zzz6ZB2Ltk 1.1.3 CO2 气肥 CO2和水是植物光合作用的二种基本原料,农业生产产业化是农业现代化的 唯一途径。粮食基地、蔬菜基地的建立,为 CO2作为气肥
7、应用于农业开辟了新的 领域,预计其增长幅度也在 5%以上。dvzfvkwMI1 1.1.4 C02 目前在医药、食品、香料、石油化工、生物化工、石油开采等 方面已取得突破性进展。该技术作为一种新型低成本技术,将越来越受到人们的 青睐,也为 C02 提供了用“武”之地。1.rqyn14ZNXI 2.食品级 CO2 主要用途 1.2.1 饮料和啤酒行业 饮料和啤酒行业是食品 CO2 主要市场,目前我国饮料和啤酒消费量远远低于 发达国家,随着我国人民生活水平的日益提高,这一行业对食品 CO2的需求将会 以每年 25%以上的速度增长。1.2.2 烟草行业 EmxvxOtOco 有限公司二一三年八月十八
8、日目录项目建设的背景和必要性市场初步预测分析产品方案和生产规模工艺技术初步方案原材料燃料和动力的供应建厂条件和厂址初步方案公用工程和辅助设施初步方案环境保护工厂组织和劳动定员项目 化碳是较丰富的化学物质之一其来源分为天然的和化学反应过程中产生的种的物理状态有气态液态固态三种在常温常压下是无色略带酸味的气体在标准状态下气体密度在一个标准大气压下其升华温度为临界温度为临界压力为相对分 的不同可分为工业级和食品级种根据物理状态又可分为气态液态固态干冰三种形式在以玉米为原料生产酒精过程中其发酵工序产生大量二氧化碳理论上每吨酒精可以产生吨二氧化碳但有些生产企业由于工艺技术限制或顾及销售市场随着环保要求的
9、提高以及对食品添加剂的严格要求,为食品 CO2进入烟草行 业提供了很大的机遇,贵州开磷集团合成氨厂的二氧化碳专供烟草。液体食品级 CO2用于烟丝膨化可使每箱香烟节约 2.5-3.0kg 原料烟丝,而且烟丝膨化质量也 有很大的提高。SixE2yXPq5 卷烟行业以年产 3000 万箱计算约需 CO2 190 万吨/年。1.2.3 防腐保鲜行业:食品级 C02 或其制成的干冰还是食品、蔬菜、水果、水产品真正“绿色”产品防腐保鲜的首选,在速冻食品、冷藏运输、医疗冷冻、粮食的杀虫与贮存领域也可大显身手。6ewMyirQFL 随着液体 CO2 下游产业的高速发展,带动了液体 CO2产业的发展,而发酵行
10、业在回收 CO2方面具有质量优势和资源优势,因此越来越多的酒精企业纷纷开始 对过剩的高纯度 C02 加以回收利用。回收利用 CO2资源,把企业每个产品做到极 致,提高企业产业链效益,是一项投资少见效快的效益与环保双赢的项目。kavU42VRUs 由于二氧化碳应用领域的不断拓宽,市场发展前景越来越好。目前用于饮 料、烟草、食品冷藏保鲜、焊接保护、发泡剂、植物气肥、消防等行业的需求 强劲。y6v3ALoS89 若以 400 公里为我公司 CO2 产品的销售半径,在此区域内,目前通辽开鲁利 牛公司有酒精生产,本工业园区的恒升淀粉和宁夏伊品属于淀粉发酵企业,但他 们并没有回收 CO2,赤峰市燕京啤酒的
11、 CO2自产量还不足以自用,更没有高品质 的 CO2产品。赤峰市附近目前只有联谊气体生产液体 CO2,而 联谊气体的气源是 M2ub6vSTnP 我公司酒精副产物,年回收量 1.21.3 万吨左右(回收率不足 50%),生产能 力远不能满足市场需求。该公司象征性的给我们企业缴纳 30 万元/年左右的资 源费,相当于 23 元/t,约等于其产品销售价的 5%6%。因此,我公司在 CO2这块 资源效益损失较大。同时我公司搬迁扩能改造项目完成后,CO2 气体产生量大,通过工 0YujCfmUCw 艺技术改造,提高二氧化碳回收率,年回收量可达 4500050000 吨左右,年新 增销售收入在 2400
12、 万元 2500 万元左右(按食品级市场价 600 元/t 计)。既可以 满足日益增长的市场需求,也为我公司酒精板块经济效益开辟一大利润来源。同 时从搬迁项目全局来看,减少温室气体排放,也具有良好的环保效益。eUts8ZQVRd 综上所述,我公司自己回收 C02 尤为必要。2.市场初步预测分析 2.1.产品国内外市场供需现状,近期、中期需要量及主要消费去向的初步预 测 2.1.1 国外对 CO2利用的概况 美国是世界上最大的 C02 生产国和消费国,现有 90 多套生产 C02 装臵,总生 产能力约 800 万吨/年,主要为合成氨厂、石化厂、酒精厂、天然气加工厂等副 产 C02。美国 C02
13、生产装臵的利用率在 60%左右,近几年产量基本维持在 450 万 有限公司二一三年八月十八日目录项目建设的背景和必要性市场初步预测分析产品方案和生产规模工艺技术初步方案原材料燃料和动力的供应建厂条件和厂址初步方案公用工程和辅助设施初步方案环境保护工厂组织和劳动定员项目 化碳是较丰富的化学物质之一其来源分为天然的和化学反应过程中产生的种的物理状态有气态液态固态三种在常温常压下是无色略带酸味的气体在标准状态下气体密度在一个标准大气压下其升华温度为临界温度为临界压力为相对分 的不同可分为工业级和食品级种根据物理状态又可分为气态液态固态干冰三种形式在以玉米为原料生产酒精过程中其发酵工序产生大量二氧化碳
14、理论上每吨酒精可以产生吨二氧化碳但有些生产企业由于工艺技术限制或顾及销售市场t/a。日本 C02 气体的来源主要是重油脱硫制氢工厂、合成氨脱碳、高炉炼铁、石化厂、酒精厂、啤酒厂副产品等。日本 C02 生产能力为 116 万 t/a,市场需求 量约为 100 万吨,应用领域与美国相比有较大差别,近几年 sQsAEJkW5T 以每年 8%10%的 速度增长。西欧 C02 消费量约 200 万吨/年,其中 80%以上 为液体 C02,C02 气体来源主要以天然气井分离的 C02 和合成氨厂副产 C02 为 主。在西欧各国中,德国 C02 产量最大,有 30 余家液体 CO2 工厂。西欧 C02 市场
15、 今后几年消费增长幅度估计在 3%4%。GMsIasNXkA 国外 CO2消费分布情况见表 2-1 2.1.2 国内对 CO2利用的概况 我国拥有可以开发利用的 CO2资源非常丰富。主要来源为:(1)合成氨厂脱碳工序排放气;(2)CO2 气田气(3)酒精、淀粉等发酵行业排放气;(4)制氢装臵副产气;(5)石灰石锻烧窑气;(6)石油化工副产气。70 至 80 年代,国内合成氨厂、酒精厂开始回收利用 C02,其生产规模均在 3000 吨/年以下,基本为自产自用或以销定产,当时国内 CO2产销量不足 3 万 吨。90 年代初,国内 C02 年产销量迅速增长到 20 万吨以上,市场初具规模。随 着我国
16、工农业经济的多元化发展,国内 C02 需求呈现快速增长。至 2007 年底,国 内 50 多家中型合成氨厂已建成了 34 套 C02 回收装臵,总产能约 23 万吨/年,其 中最小规模仅 1000 吨/年,最大规模为 3 万吨/年,万吨级以上装臵 9 套。国内酒 精厂、啤酒厂也有百余家安装了 C02 回收、精制装臵,总生产能力达 18 万吨/年,其中最大规模为 10 万吨/TIrRGchYzg 年,大部分为 10000-30000 吨/年;炼油厂、石化厂也建成或在建大型 C02 生 产装臵 10 余家,约占国内 C02 商品量的 50%。华东石油地质局利用江苏黄桥 C02气田、东北石油地质局利
17、用吉林万金塔 CO2气田开发的南北两大气田气 C02 产 品也先后投入市场,总生产能力在 15 万 t/a 以上。2010 年以后,发展更快。预 计今后几年平均消费增长速度为 15%-20%。7EqZcWLZNX 国内 C02 市场需求量的快速增长,引起众多海外 C02 公司的高度重视,上述 C02 生产装臵的迅速发展,与海外著名气体公司的参与密切相关。近年,世界各 大工业气体公司,如英国的 BOC公司、法国的法液空公司、美国的普莱克斯公 司、CBI 公司、日本的岩谷公司以及我国台湾的泾福公司等先后投资国内 C02行业,在资源丰富、市场潜力较大的省市纷纷建厂。其中英国 BOC公司投资最大,在我
18、国成立的合资公司最多,液体 CO2的产量和市场占有率也最高。BOC公司以 其开发的新型 C02 生产设备作为资本投入方式,在我国已引进 8 套 5 万 t/a 的液 体 CO2生产设备,其中 6 套已在辽宁抚顺、大连、河北迁安、山东胶南、重庆兴 甲、湖南资江等正式投产。世界三大工业气体公司之一的美国普莱克斯公司独 有限公司二一三年八月十八日目录项目建设的背景和必要性市场初步预测分析产品方案和生产规模工艺技术初步方案原材料燃料和动力的供应建厂条件和厂址初步方案公用工程和辅助设施初步方案环境保护工厂组织和劳动定员项目 化碳是较丰富的化学物质之一其来源分为天然的和化学反应过程中产生的种的物理状态有气
19、态液态固态三种在常温常压下是无色略带酸味的气体在标准状态下气体密度在一个标准大气压下其升华温度为临界温度为临界压力为相对分 的不同可分为工业级和食品级种根据物理状态又可分为气态液态固态干冰三种形式在以玉米为原料生产酒精过程中其发酵工序产生大量二氧化碳理论上每吨酒精可以产生吨二氧化碳但有些生产企业由于工艺技术限制或顾及销售市场家经营的固体 CO2 项目采用世界最先进的技术回收中石化湖南巴陵石化公司排 放的 CO2,第一期工程投资 800 万美元,设计生产能力 3 万 t/a。法液空公司和泾 福公司则分别立足青岛、上海等重要沿海开放城市合资开发、经营 CO2等工业 气体产品,为提高市场占有率和竞争
20、力,其规模也在不断扩大。如林德与上海焦 化合资 lzq7IGf02E 拟建 6 万吨/年 CO2精制厂。通过与国外公司的合作,使我国 CO2行业的整体技术水平上了一个台阶。国 内广州氮肥厂,江苏华扬液碳公司在九十年代采用催化氧化法净化 CO2生产获得 成功,催化剂和设备均立足国内,流程简单,自动化水平较高,成本大幅度降低,产 品质量可达到国际标准。zvpgeqJ1hk 2.1.3 国内 CO2消费分布和结构 我国国内市场需求量、消费结构各省市差别较大。沿海开放城市、经济发 达省份需求量较大,其消费结构因各省市区工业结构不同而不同。NrpoJac3v1 广东省 CO2 市场较活跃。全省 CO2
21、生产能力在 20 万吨/年左右。1997-2006年间 CO2 年均消费增长估计在 10%左右。其中碳酸饮料占 27.77%;啤酒 7.36%;冷冻 7.61%;干冰 17.4%;卷烟 10.67%;焊接占 25.28%;粮食包装储运占 11.05%;其他用途 6.52%。1nowfTG4KI 华东地区 CO2 市场和结构与广东基本相似。浙江现有 CO2 主要使用有:工业 气体保护焊领域,约达整个浙江市场的 60-70%左右,主要分布在宁波、舟山、温 州、台州等沿海工业、造船业发达的城市;其次是食品加工领域,如:啤酒、饮料 生产、烟丝膨化行业。主要分布在杭州、温州、宁波等地。而上海 C02 年
22、消费 在 5 万吨/年以上,近几年年均增长在 11%左右。fjnFLDa5Zo 华北、东北地区 CO2 主要用于焊接 35%,油田驱动气 21%,饮料和啤酒 22%,大棚蔬菜用气体肥料 18%,其他用途 4%。山东现拥有 tfnNhnE6e5 CO2生产能力在年产 10 万吨左右,其中啤酒和碳酸饮料占 30%;烟草 30%;冷 冻、冷藏 15%;焊接 10%;油田驱动 6%;气体肥料 6%;医药、消防等 3%。HbmVN777sL 河北省市场上质量指标主要执行为 GB/T6052 93(工业级)、GB10621-89(食品级),尚未有国际标准级(食品饮料协会(可口可乐)标准)产品。目前河北 省
23、内及周边山东省 CO2生产厂家仅有 3 家,且装臵多属八、九十年代产品,供应 商货源大多称产品能达到国标 GB10621-89 食品级要求,但是实际上大多数省内 及周边地区等生产厂家、供应商的 CO2 产量低,品质不高、且质量不稳定,因此,主要都销往工业领域。CO2食品加工行业高端市场基本被上海、江苏等地的林 德、岩谷、普莱克斯等外资公司占据。V7l4jRB8Hs 从消费领域来看,今后几年仍以饮料、食品保鲜、卷烟、焊接为主。从增长 速度来看,2010-2015 年间年均增长率最高为集装箱运输 20%,其次为干冰 19%,冷冻和冷凝 16%,粮食包装 16%,粮食储存 12%,卷烟 11%,焊接
24、 10%,啤酒 8%,饮料 5%,其他用途 9.60%。83lcPA59W9 2.2.CO2 消费趋势 有限公司二一三年八月十八日目录项目建设的背景和必要性市场初步预测分析产品方案和生产规模工艺技术初步方案原材料燃料和动力的供应建厂条件和厂址初步方案公用工程和辅助设施初步方案环境保护工厂组织和劳动定员项目 化碳是较丰富的化学物质之一其来源分为天然的和化学反应过程中产生的种的物理状态有气态液态固态三种在常温常压下是无色略带酸味的气体在标准状态下气体密度在一个标准大气压下其升华温度为临界温度为临界压力为相对分 的不同可分为工业级和食品级种根据物理状态又可分为气态液态固态干冰三种形式在以玉米为原料生
25、产酒精过程中其发酵工序产生大量二氧化碳理论上每吨酒精可以产生吨二氧化碳但有些生产企业由于工艺技术限制或顾及销售市场饮料和啤酒是食品级 CO2的主要消费市场,根据美国可口可乐公司提供的最 新数据,目前我国饮料和啤酒年人均消费量只 mZkklkzaaP 有 5kg,远远低于发达国家 150kg 的年人均消费水平。中国饮料年人均消费 量仅为美国的 1/2.5,而中国人口是美国的 5 倍,因此中国饮料消费量应是美国 的 12.5 倍。饮料对食品级 CO2的巨大需 AVktR43bpw 求,预示着其市场前景的十分广阔。据统计,目前美国 C02 年需求总量已达 450 万吨,其中食品级 C02 为 320
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